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Dissertations / Theses on the topic 'Thermodurcissable'
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García-Loera, Antonio Dumon Michel. "Mélanges réactifs Thermodurcissable / Additifs extractibles." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=garcia_loera.
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Sellak, Radouane. "Elaboration et caractérisation d'une résine thermodurcissable conductrice." Phd thesis, Université du Maine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00949522.
Full textAbstract:
Les matériaux thermodurcissables sont naturellement des isolants électriques, limitant leurs applications dans certains domaines comme l'électronique ou l'aéronautique. Ce travail de thèse consiste à développer un nouveau matériau composite thermodurcissable en présence de charges inorganiques conductrices pour apporter des propriétés électriques sans pour autant changer notablement la viscosité du système avant la polymérisation afin de permettre l'utilisation des technologies d'infusion de résine de l'aéronautique. La stratégie des travaux est basée sur la génération d'une séparation de phase au sein du matériau et la localisation des charges conductrices aux interfaces.Cette étude est scindée deux objectifs principaux. Le premier objectif consiste à étudier un système TP/TD (thermoplastique/thermodurcissable) afin d'obtenir et contrôler une morphologie interpénétrée, selon le processus de séparation de phase induite par la polymérisation. Le second objectif consiste à étudier la localisation des charges conductrices dans un système TP/TD. Deux procédés de mise en œuvre ont été développés. Le premier procédé dit " one shot " permet de localiser les charges préférentiellement et de manière homogène dans la phase thermodurcissable et apporte une conductivité uniquement à forte concentration en particules conductrices.Une seconde méthodologie a été élaborée permettant d'obtenir un matériau biphasique dans lequel les charges sont localisées préférentiellement à l'interface du système Epoxy/thermoplastique. Des conductivités, à faible taux de charges (5 % massique), de l'ordre 10-1 S/m ont pu être atteintes avec cette méthodologie.
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Barroso, Gago Luísa. "Création in situ d'une phase thermodurcissable dans une matrice polyoléfine par extrusion réactive." Electronic Thesis or Diss., Lyon, 2021. http://www.theses.fr/2021LYSE1031.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour objectif d’exploiter une gamme de thermoplastique/thermodurcissable à base de polyoléfines et en particulier le polypropylène (PP). Deux types de systèmes thermodurcissables ont été retenus : un système type époxy/amine et un système époxy/durcisseur phénolique, compatibilisés avec la phase thermoplastique par un polypropylène greffé anhydride maléique (PP-g-MA). Le but de ce travail de thèse est de comprendre les mécanismes de réaction et leurs avancements au cours de l’étape de dispersion dans la matrice polyoléfine pendant l’opération d’extrusion réactive ainsi que le lien entre morphologies finales obtenues, les propriétés macroscopiques, en particulier mécaniques, et la cristallinité du matériau. Pour ce faire, les principaux axes à développer sont tout d’abord, l’étude complète des systèmes thermodurcissables et leur réaction en présence de PP hors extrusion (déduire des tendances, des mécanismes de compréhension pour pouvoir les généraliser) ainsi que l’étude de la miscibilité des différents systèmes. De plus, nous avons transposé ces observations au matériau extrudé. Par la suite, une étude complète de ce matériau nous a permis de relier morphologie, propriétés mécaniques et apparition d’une nouvelle phase cristalline b grâce à la création in situ de thermodurcissable. Finalement, l’utilisation de ce nouveau matériau développé dans des composites renforcé fibre de verre, s’est avérée être une excellente solution pour la tenue au fluageThis thesis aims to exploit a range of thermoplastic / thermosetting based on polyolefins and in particular polypropylene (PP). Two types of thermosetting systems were selected: an epoxy / amine type system and an epoxy / phenolic hardener system, compatibilized with the thermoplastic phase by a polypropylene grafted with maleic anhydride (PP-g-MA). The purpose of this thesis work is to understand the reaction mechanisms and their advancements during the step of dispersion in the polyolefin matrix during the reactive extrusion as well as the link obtained between final morphologies, the macroscopic properties, in particular mechanical, and the crystallinity of the material. In order to do this, the main axes to be developed are, first of all, the complete study of thermosetting systems and their reaction in the presence of PP outside extrusion (deducing trends, understanding mechanisms to be able to generalize them) as well as the study of the miscibility of the different systems. In addition, we have transposed these observations to the extruded material. Subsequently, a complete study of this material allowed us to link morphology, mechanical properties and the appearance of a new crystalline b-phase thanks to the in situ creation of thermosets. Eventually, the use of this new material developed in fiberglass reinforced composites, proved to be an excellent solution for creep resistance
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Sahli, Ahmed. "Analyse thermique de la réticulation d'une résine thermodurcissable (gelcoat)." Saint-Etienne, 2000. http://www.theses.fr/2000STET4018.
Full textAbstract:
Par leurs propriétés physiques et chimiques intéressantes, les résines thermodurcissables offrent plus de possibilités d'utilisation que d'autres matériaux. Quant à leur évolution de l'état liquide à l'état solide, elle pose quelques problèmes. En effet, la réaction de réticulation est exothermique, l'acte réactionnel est superposé aux transferts de chaleur par conduction et par convection. On s'intéresse à un polyester insaturé (le Gelcoat), l'objectif principal est d'avoir une bonne connaissance du phénomène afin d'éviter le gaspillage des matériaux, réduire le coût de production et enfin avoir un produit de qualité. 2 modèles mathématiques et numériques ont été élaborés pour décrire le phénomène de transfert de chaleur en tenant compte de l'acte réactionnel. Après étude comparée des méthodes utilisées en calorimétrie, la méthode de programmation de température a été retenue pour la détermination des paramètres cinétiques et thermiques. Les expériences complétées par les modèles ont permis d'obtenir des résultats sous forme de profils de température ou de SOC à différents endroits de la résine. Ces résultats décrivent bien l'évolution du produit de l'état liquide à l'état fini et renseignent sur les meilleurs conditions opératoires. Enfin, une tentative d'approche de la relation entre l'état de cuisson (SOC) et la dureté a été présentéeBecause of their particular physical and chemical properties, thermosetting resins have a wider range of applications than other materials. However the change from liquid to solid phase causes some problems. In effect the reticulation is exothermic, that is to say the reaction takes place in conditions of heat transfer by conduction and by conviction. . . [etc. ]
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Aucher, Jérémie. "Etude comparative du comportement composites à matrice thermoplastique ou thermodurcissable." Phd thesis, INSA de Rouen, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00557897.
Full textAbstract:
Cette thèse consiste en une étude comparative des propriétés thermomécaniques de composites tissés à matrice thermoplastique (PEEK ou PPS) et thermodurcissable (époxy). Une analyse bibliographique a permis la comparaison les comportements des ces stratifies en fonction de la nature de la matrice, de la sollicitation et des conditions environnementales. Une étude expérimentale a conduit à une base de données des trois matériaux sous diverses sollicitations mécaniques (essais monotones élémentaires et structures) et différentes conditions environnementales (température et V.H.). Des essais sur assemblages boulonnes (simple et double recouvrement) ont également été réalisés. Une technique de mesure de champ par corrélation d'images numériques a permis d'étudier le comportement de stratifies troues. Enfin, un modèle de comportement élastoplastique orthotrope de stratifies tisses a matrice thermoplastique a été implémenté dans le code E.F. cast3m et valide pour différentes températures.
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Schut, Jacobus Arno Gérard Jean-François Stamm Manfred Dumon Michel. "Mélanges du polystyrène syndiotactique et d'un système epoxy-amine thermodurcissable." Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/2003/schut/index.html.
Full textAbstract:
Thèse doctorat : Matériaux Polymères et Composites : INSA LYON : 2003.Thèse rédigée en anglais. Résumé étendu en français p. 212-243. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 260-281.
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Paris, Christophe. "Étude et modélisation de la polymérisation dynamique de composites à matrice thermodurcissable." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2011. http://oatao.univ-toulouse.fr/6966/1/paris_partie_1_sur_2.pdf.
Full textAbstract:
La cuisson rapide de préimprégnés est une problématique d'actualité qui sous entend les nécessités de rentabilité dans l'industrie aéronautique. Cette étape est basée sur la maîtrise du degré d'avancement de réaction du système thermodurcissable au cours du cycle qui régit l'ensemble des propriétés finales des pièces composites. La caractérisation et la modélisation cinétique du préimprégné aéronautique M21/T700 sont réalisées en vue d'appliquer des dynamiques de mise en oeuvre rapides applicables sur une installation de thermocompression dotée d'un moule chaué par induction de technologie Cage System de Roctool. La construction de diagrammes Temps Température Transformation et la réalisation d'un couplage thermo-cinétique par éléments finis permettent de proposer des cycles optimisés d'une durée de moins de 2 heures (au lieu de 4h30 en cuisson autoclave), en préservant la présence de particules de thermoplastiques dans la matrice. L'étude des propriétés des plaques fabriquées montre des résultats comparables à ceux obtenus pour des pièces mises en oeuvre lors de cycles standards de fabrication à l'aide du procédé autoclave.
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Dessertenne, Estelle. "Matériaux solide conducteur thermodurcissable : Application aux plaques bipolaires pour pile à combustible." Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00808869.
Full textAbstract:
Parmi les nouvelles technologies pour l'énergie inscrites dans un contexte de développement durable, les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) présentent des aspects séduisants. Toutefois, pour rendre cette technologie compatible avec une application à grande échelle, elle doit répondre à des exigences strictes en termes de coût, performance, et durabilité. Alors que les plaques bipolaires métalliques sont pénalisées par leur résistance à la corrosion et celles en graphite par leurs propriétés mécaniques et leur coût (dû aux phases d'usinage des canaux), les plaques bipolaires composites apparaissent attrayantes en raison de leurs propriétés et performances et de leur coût. Cette thèse s'inscrit dans ce cadre, en proposant un matériau composite à matrice organique de type époxy et charges conductrices de graphite. L'objectif de notre étude consiste à mettre au point un matériau thermodurcissable à base d'une formulation époxyde solide (permettant de contrôler sa chimie et plus particulièrement sa réactivité) fortement chargée en graphite. Deux formulations différentes sont étudiées. La première est à base de prépolymère époxy appelé DGEBA et de dicyandiamide (DDA) comme durcisseur. L'autre formulation étudiée est constituée de DGEBA et de durcisseur : le 3,3',4,4'-benzophénone dianhydride tétracarboxylique (BTDA). Ces deux formulations ont la particularité d'être très réactives à haute température (180-200°C) caractérisées par des temps de gel très courts (plus petit que 1min) afin d'avoir un temps de cycle de réticulation court pour une industrialisation de la fabrication. De plus, ces mêmes matrices ont montré une bonne stabilité chimique à température ambiante ainsi qu'une bonne stabilité thermique du système réticulé compatible avec la température d'utilisation des piles en fonctionnement. Concernant les réseaux composites résultant de la polymérisation DGEBA/BTDA et DGEBA/DDA, le module au plateau caoutchoutique est dominé par le taux de charge qui est très élevé (85%), celui-ci est ainsi très proche d'un réseau à l'autre et reste supérieur à 1 GPa. Nous constatons une viscosité relativement élevée pour les systèmes fortement chargés, point à prendre en compte lors du procédé de transformation. Enfin, la dernière partie des travaux réalisés concerne l'étude de mélange constitué de la matrice thermodurcissable (DGEBA/DDA/urée) modifiée par un thermoplastique (PEI). L'originalité et l'intérêt de ce travail résident dans l'incorporation de charges conductrices afin que celles-ci puissent se disperser dans la phase continue ou co-continue époxyde-amine lors de la séparation de phase pour limiter la proportion de charges et ainsi la viscosité des systèmes chargés. L'autre intérêt est d'améliorer les propriétés de résistance à la rupture du réseau époxyde TD final grâce à la présence de la phase thermoplastique séparée.
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COTTENOT, CHARLES. "Comparaison des modes de comportement élémentaires des composites à matrices thermodurcissable et thermoplastique." Poitiers, 1991. http://www.theses.fr/1991POIT2290.
Full textAbstract:
Une analyse en parallele des caracteristiques mecaniques de deux materiaux, couramment employes pour la realisation de structures composites et se distinguant par leur matrice, est tentee. Ces deux materiaux sont constitues d'une meme fibre de carbone (as4) associee respectivement a une matrice thermodurcie amorphe (narmco 5208) ou a une matrice thermoplastique semi-cristalline (peek). Dans une premiere partie, une comparaison des proprietes des composites considerees comme essentielle par les constructeurs est effectuee en insistant sur les essais qui privilegient la reponse de la matrice. L'analyse tente ensuite de faire ressortir les raisons pour lesquelles les avantages specifiques du thermoplastique (existence d'une phase cristalline, insensibilite a la fissuration, ductilite) par rapport au thermodur ne se traduisent que partiellement sur le composite. Cette partie fait largement appel aux experiences realisees sur du peek non renforce et met une fois de plus en evidence l'importance du role de l'interface, des contraintes thermiques, de la disparite eventuelle des structures moleculaires entre resine massive et matrice, entre autre dans le transfert des proprietes de la resine au sein du composite. Finalement, certains points ambigus sont approfondis parmi lesquels le comportement en traction a chaud de l'u. D. 0 en apc-2 et la fragilite de l'u. D. 90. L'existence de transitions dans le spectre thermomecanique du polymere dans le premier cas et celle d'un etat de contraintes triaxiales auquel comme tout composite la matrice est soumise dans le second sont invoquees pour rendre compte des phenomenes observes
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Meynié, Laure. "Evolution et contrôle de la morphologie d'un mélange thermoplastique / thermodurcissable polymérisé sous cisaillement." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0066/these.pdf.
Full textAbstract:
Les mélanges de polymères, la modification et la combinaison de polymères existants représentent un secteur très actif de la recherche sur les polymères depuis ces dernières années. Cependant, il est nécessaire de bien comprendre les mécanismes de développement des morphologies de ces mélanges afin de produire des mélanges à propriétés spécifiques. Nous nous sommes intéressés au développement des morphologies d'un mélange réactif thermoplastique/thermodurcissable en statique (sans écoulement) et sous cisaillement (en écoulement). La matrice est un polymère thermoplastique (le polystyrène PS 1450N); dans laquelle est initialement soluble à haute température le prépolymère diépoxyde de type diglycidyl éther du bisphénol A (DGEBA) et la diamine 4,4' methylènebis(2,6 diéthylaniline) (MDEA). Nous avons montré que l'évolution du taux de conversion et de la température de transition vitreuse du mélange PS/DGEBA-MDEA (60/40) est indépendante du mode de suivi de la réaction de réticulation (statique ou dynamique). En revanche, les différences de morphologies sont nettes : particules sphériques de diamètre 3 ?m dans le premier cas, particules de forme irrégulière et de dimensions supérieures à 10 ?m dans le second cas. Les morphologies sont non seulement dépendantes du rapport de viscosité entre la matrice et la phase dispersée mais aussi de la gélification de la phase dispersée. Le processus classique de rupture/coalescence observé dans les mélanges de polymères immiscibles ne peut plus être appliqué à nos mélanges à partir d'une conversion critique. Forts de ces résultats, nous avons pu envisager l'amélioration des morphologies par l'utilisation de copolymères. Différents copolymères ont été étudiés. L'utilisation de copolymères à blocs miscibles avec le mélange et réactifs avec le réseau en formation nous a permis de diminuer considérablement, sous cisaillement, la taille des particules du mélange thermoplastique/thermodurcissableThe study concerns a thermoplastic / thermoset blend where the precursors of a network are initially solvent of the thermoplastic at the curing temperature. Then upon polymerisation, phase separation occurs. The blend becomes heterogeneous, composed of a thermoplastic rich phase and a dispersed thermoset rich phase. With a model blend, the reaction induced phase separation process has been realized first under quiescent conditions, and then under shear into an internal mixer. We have shown that despite the fact the kinetic of the epoxy-amine reaction and the thermodynamic of the phase separation process were identical, the morphologies obtained under static or dynamic conditions were drastically different. Whereas spherical particles (diameters mostly 3 micrometers) are obtained in the absence of flow, irregular particles and larger dimensions characterize the morphology under shear. It appear that the morphology is strongly dependent, not only on the evolution of the viscosity ration between the matrix and the dispersed phase, but also on the gelation of the dispersed phase. The classical deformation/coalescence behaviour is observed only before the gelation region. Then, around the gel point, the particles tend to agglomerate in an irreversible way. The relaxation of shape normally leading to spherical particles becomes impossible due to the increasing elasticity of the dispersed phase. After having shown that the importance of the coalescence and reactive agglomeration phenomena, in relation to the gel of the thermoset component were emphasized whether the morphology quality was ameliorated by the use of a copolymer. We manage to decrease the size of the dispersion of a thermoplastic / thermoset blend of which the dispersed phase cross links under shearing by the addition of a copolymer like what is done for thermoplastic polymer blends. However, the compatibilizer was effective only when it could react chemically with the network
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Schut, Jacobus Arno. "Mélanges du polystyrène syndiotactique et d'un système epoxy-amine thermodurcissable : élaboration et caractérisation." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0101/these.pdf.
Full textAbstract:
Les objectifs de cette thèse sont les suivants : 1. Améliorer les conditions de mise en œuvre du polystyrène syndiotactique (sPS) par un procédé réactif avec un solvant réactif de type époxy-amine ; 2. Créer de nouvelles morphologies dans ces mélanges en utilisant le paramètre "cristallisation" comme variable ; 3. Connaître les relations procédé - morphologie - propriétés mécaniques des mélanges réticulés. La première partie de ces travaux était la caractérisation des propriétés de phase et des propriétés cristallines des mélanges non-réticulés de sPS/époxyde. La deuxième partie a étudié la mise en œuvre et les propriétés des mélanges réticulés sPS/époxy-amine. Les morphologies des phases séparées dans les mélanges réticulés étaient générées par soit la séparation de phase induite par la réaction (RIPS) ou par la séparation de phase induite par la cristallisation (CIPS). La présence de 3% de sPS (morphologies RIPS) a augmentée la ténacité par un facteur de 2. 3The objectives of this thesis were threefold: 1. To improve the processability of syndiotactic polystyrene (sPS) by reactive processing it with an epoxy-amine solvent system; 2. To generate new blend morphologies by using the crystallization of sPS as a variable parameter; 3. To establish the relationship: Processing – morphology –Mechanical properties of sPS-Epoxy thermoplastic thermoset polymer blends. The first part of this work consisted of the characterization of the crystalline and phase properties of uncured sPS epoxy blends. The second part dealt with the processing and properties of cured blends of sPS/epoxy-amine. The phase-separated morphologies in the cured blends were either generated by reaction induced phase separation (RIPS) or crystallization induced phase separation (CIPS). The presence of 3-wt % of sPS particles (RIPS morphology) was found to increase the fracture toughness of epoxy resin by a factor of 2. 3
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Meynié, Laure Fenouillot-Rimlinger Françoise Pascault Jean-Pierre. "Evolution et contrôle de la morphologie d'un mélange thermoplastique / thermodurcissable polymérisé sous cisaillement." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=meynie.
Full text
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Leroy, François-Henri. "Rupture des composites unidirectionnels à fibres de carbone et matrice thermodurcissable : approche micro-macro." Bordeaux 1, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR10660.
Full textAbstract:
L'approche classique de prevision de la resistance des composites unidirectionnels carbone/resine thermodurcissable a partir des proprietes des fibres et de l'interface fibre/matrice est mise a l'epreuve dans le cadre des systemes a hautes performances (adhesion elevee, resine fortement reticulee). La caracterisation de l'interface en termes de critere de rupture et de frottement est alors generalement realisee par l'essai de dechaussement. Apres avoir precise les limites de celui-ci et de ses interpretations actuelles grace a une modelisation numerique et analytique approfondie (contraintes residuelles thermiques, effets de bord, triaxialite), nous sommes amenes a proposer un nouvel essai permettant de determiner l'energie de decohesion (application au systeme t800/5250). La statistique de rupture des fibres t800, sujette a des estimations contradictoires, est ensuite eclaircie. La modelisation de la rupture de la structure fibreuse exempte de resine peut alors etre entreprise. Cette etape intermediaire permet de valider l'idealisation du faisceau de fibres. La modelisation classique de l'endommagement du composite est enfin amelioree et conduit, malgre les approximations systematiquement affaiblissantes de ce travail, a une surestimation de la resistance de pres de 50%, l'effet de renforcement resultant de la liaison fibre/matrice etant surestime d'un facteur 2. Ceci est attribue a un declenchement anticipe de la rupture qui serait provoque par la penetration des fissures matricielles dans les fibres sous sollicitation locale dynamique
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Marchand, Corinne. "Élaboration et caractérisation de matériaux composites à matrice thermodurcissable et à inclusions de noir de carbone en vue de l'étude de leurs propriétés absorbantes aux ondes hyperfréquences." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL109N.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'élaboration et la caractérisation de matériaux composites absorbants hyperfréquences. Ces matériaux sont constitués d'une matrice polymère thermodurcissable contenant une dispersion de particules de noir de carbone. L’absorption électromagnétique étant liée à la fraction volumique de charges conductrices, à leur taille et à leur répartition spatiale, les conditions de mise en oeuvre sont essentielles pour contrôler les propriétés diélectriques des matériaux. Tout d'abord, la cinétique de polymérisation du système époxy / amine fait l'objet d'une étude approfondie. Une nouvelle méthode pour déduire la température de transition vitreuse du taux de conversion est développée. La détermination de la cinétique et la modélisation de la limitation diffusionnelle permettent alors d'établir le diagramme TTT isotherme du système TGDDM / 3dcm, et une analyse énergétique montre l'importance de la géométrie de l'objet pour la maitrise du procédé. Enfin, une étude de la structure 3D du polymère confirme le choix du modèle cinétique. Ensuite, la modélisation diélectrique de 0 à 18 GHz est abordée. Les modèles de relaxation de Debye et de Cole et Cole décrivent les variations d'impédance et de permittivité avec la fréquence. Une relation de proportionnalité entre l'impédance statique et le temps de relaxation est trouvée expérimentalement, et justifiée par l'étude d'un circuit électrique équivalent. L’évolution en fonction du taux de charge de la permittivité globale des matériaux est décrite par le modèle de milieu effectif généralisé, et les seuils de percolation ainsi que les permittivités diélectriques des inclusions sont estimées. Finalement, l'influence des paramètres du procédé sur les propriétés diélectriques est abordée. À cette fin, des matériaux contenant deux échelles d'hétérogénéité ont été réalisés et testés. Les résultats obtenus montrent que l'hétérogénéité des matériaux est propice à l'augmentation du caractère absorbant des composites.
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Gérard, David. "Etude de la réaction Carbamate / Aldéhyde et son application vers de nouveaux matériaux thermodurcissables." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI105.
Full textAbstract:
La grande majorité des systèmes réticulant actuellement mis en jeu dans la synthèse de matériaux thermodurcissables nécessitent l'utilisation de composés souvent dangereux pour l'environnement comme pour les opérateurs. Les polyuréthanes, particulièrement importants car utilisés dans de nombreuses applications, ne font pas exception à cette règle. En effet, ces polymères sont classiquement obtenus par polyaddition entre un polyol et un polyisocyanate, ce dernier étant issu de dérivés du phosgène très toxiques. Le développement d'alternatives plus sûres et durables présente ainsi un intérêt particulièrement important pour les équipes de recherche tant académiques qu'industrielles. Le but de ce projet est d'explorer une nouvelle alternative pour la synthèse de matériaux polyuréthanes réticulés via la réaction entre des fonctions carbamate primaires et aldéhydes. Bien que connue depuis le 19e siècle, cette réaction n'a été utilisée pour obtenir des matériaux thermodurcissables que depuis très récemment, et ce sans jamais utiliser de composés biosourcés. Cette étude débute ainsi par la compréhension de la réaction carbamate / aldéhyde en elle-même à travers l'étude de différentes réactions modèles monofonctionnelles afin de valider la faisabilité de notre stratégie. Notre proposition d'un mécanisme réactionnel vient compléter cette étude fondamentale afin de comprendre au mieux les paramètres clés de cette réaction. Nous nous sommes par la suite intéressé à des systèmes polyfonctionnels afin d'obtenir des polyuréthanes linéaires puis tridimensionnels par cette réaction, mettant en jeu des composés biosourcés, jusqu'à l'élaboration et la caractérisation des polymères obtenus. Ce travail constitue ainsi un socle sur lequel des études suivantes peuvent s'appuyer pour élaborer de nouveaux matériaux polyuréthane thermodurcissables biosourcés sans isocyanate ni phosgèneThe vast majority of the crosslinking systems currently involved in the synthesis of thermosetting resins require the use of hazardous components for the environment as well as for the operators. Polyurethanes (PU), which are among the most important polymer materials thanks to their versatile properties, are not an exception to this issue. Polyurethanes are indeed classically obtained by polyaddition between a polyol and a polyisocyanate, the synthesis of the latter involving the use of highly toxic phosgene derivatives. The development of safer and more eco-friendly alternatives to those already existing crosslinking systems are thus of particular interest for both academic and industrial research teams. The aim of this project is to explore a new alternative for the synthesis of crosslinked polyurethanes via the reaction between primary carbamate and aldehyde functions. Although being known since the 19th century, this reaction hasn’t been used to make crosslinked polymers until very recently, without exploring biobased alternatives. This work starts with the comprehensive study of the carbamate / aldehyde reaction through model reactions in order to validate the feasibility of this new route. A proposed mechanism completes this fundamental study aiming to understand the key parameters of this reaction. In the next part of our work, we applied this knowledge to multifunctionnal systems, in order to obtain linear PU oligomers and PU networks using biobased precursors
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García-Loera, Antonio. "Mélanges réactifs Thermodurcissable / Additifs extractibles : Phénomènes de Séparation de Phase et Morphologies : Application aux matériaux poreux." Lyon, INSA, 2002. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2002ISAL0003/these.pdf.
Full textAbstract:
La stratégie de la séparation de phase induite par une réaction chimique (RIPS) permet de disperser un additif dans un réseau thermodurcissable. Cette stratégie s'avère intéressante car il est possible d'obtenir des morphologies fermées ou ouvertes (bi-continues). L'intérêt de disperser une deuxième phase est très souvent lié à l'amélioration des propriétés mécaniques. Cependant, il est possible d'envisager la fabrication de thermodurcissables poreux, si la phase dispersée peut être facilement extraite (évaporée ou dégradée) du réseau thermodurcissable. Ce travail porte sur l'étude de réseaux thermodurcissables à base de diglycidyl éther du bisphénol A ou de dicyanate fluoré. Ces réseaux ont été modifiés par trois différents types d'additifs extractibles : un additif de faible masse molaire (l'eau), un additif thermoplastique amorphe (Poly(vinyl méthyl éther)) et un thermoplastique semi-cristallin ( Polyoxyméthylène ). La miscibilité de chaque additif, dans les réseaux thermodurcissables, dépend des contributions entropique (augmentation de la masse molaire) et enthalpique ( interactions entre le réseau et l'additif) du système. L'analyse des morphologies finales montre le potentiel de la technique RIPS dans la fabrication de matériaux poreuxThe Reaction Induced Phase Separation (RIPS) technique is an interesting way to blend thermoset networks with diverse additives. Usually, this technique is used to improve the mechanical properties of thermoset networks. An alternative application is the synthesis of porous thermosets. In order to elaborate this kind of thermosets, the dispersed phase must to be easily extracted from the thermoset network. In this work, we investigated the morphology and the phase separation phenomena of thermoset-extractable additives blends. Two thermoset matrices (epoxy-amine and cyanate ester) and three additives (water, polyvinyl ether and polyoxymethylene) were used. The morphologies and the phase separation phenomena of the blends were analysed in order to evaluate the potential of the RIPS technique to synthesizer porous thermosets
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Nony, Clément. "Modélisation multi-échelles de l'endommagement d'un composite à résine thermodurcissable renforcé de fibres courtes de carbones." Thesis, Paris, ENSAM, 2018. http://www.theses.fr/2018ENAM0021/document.
Full textAbstract:
L'évolution du contexte industriel pousse l'industrie du transport, et plus particulièrement le secteur automobile, à réaliser des gains de de masse. Ceci passe, pour partie, par le développement de nouvelles solutions en matériaux composites. Le présent travail de thèse est consacré à la caractérisation mécanique et à la modélisation micromécanique d'un nouveau matériau composite SMC renforcé de mèches de fibres de carbone. L'objectif est de constituer une première base de connaissances sur le comportement de ce SMC en fatigue. Les investigations expérimentales passent notamment par l'analyse de la microstructure, la caractérisation du comportement mécanique sous sollicitation quasi-statique et de fatigue ainsi que par l'analyse des modes de dégradations. L'approche multi-échelle développée prend en compte la microstructure du matériau aux deux échelles mises en évidence à travers deux homogénéisations successives par une méthode Mori-Tanaka. Cette stratégie de modélisation permet de relier le comportement des fibres et le comportement élasto-plastique de la matrice à travers une loi de comportement dédiée à celui du matériau composite, et enfin d'intégrer la distribution d'orientation des mèches induites par le procédé de thermocompression.Le modèle multi-échelle a été identifié par une méthode inverse à partir des bases de données expérimentales constituées lors des travaux. La loi constitutive globale, à l'échelle d'un volume élémentaire représentatif, a été implémentée dans la bibliothèque scientifique SMART+ en langage C++ et a été conçue pour être compatible dans le cadre d'analyse de structures par éléments finis. En régime non-linéaire intégrant l’endommagementThe evolution of the industrial context is pushing the transport industry, and more specifically the automotive sector, toward better energy efficiency. This objective is partly achieved by the development of new composite material solutions. The current work is devoted to the mechanical characterization and the multiscale modeling of a new SMC composite material reinforced with short carbon fibers bundles. The objective is to build a first knowledge base on the behavior of this SMC under fatigue loading. Experimental investigations include the analysis of the microstructure, the characterization of the mechanical behavior under quasi-static and fatigue loading, as well as the analysis of the damage mechanisms. The proposed multiscale approach takes into account the microstructure of the composite at the two scales highlighted through two successive homogenizations by the means of a Mori-Tanaka based method. Such modelling strategy makes it possible to relate elasto-plastic behavior of the matrix through dedicated local constitutive laws and the behavior of the fibers to that of the composite material, and to integrate the orientation distribution of the bundles induced by the manufacturing process... The multiscale model was identified by the mean of an inverse computation method applied on the experimental results taken from the databases created during the works.The global constitutive law, computed at the scale of a representative elementary volume, has been implemented in the SMART+ scientific library in C++ language in such a manner to be compatible in a finite element analysis (FEA) framework
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Beydon, Romain. "Adhérence et contraintes thermomécaniques d'élaboration de revêtements métalliques projétés par plasma sur composites à matrice thermodurcissable." Toulouse 3, 2000. http://www.theses.fr/2000TOU30174.
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Xu, Chan. "Étude et simulation numérique d’un procédé de cuisson rapide pour l’élaboration de matériaux composites à matrice thermodurcissable." Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14895/document.
Full textAbstract:
L’élaboration de composites en cuisson autoclave est un procédé bien maîtrisé maisles cycles de cuisson peuvent être très longs, en particulier dans le cas de préimprégnésaéronautiques. L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier la possibilité de diminuer letemps des cycles de polymérisation pour la fabrication de composites stratifiés minces àl’aide d’un procédé de cuisson rapide. Des essais de caractérisation ont permis de définirles grandeurs thermodynamiques du préimprégné carbone/époxy qui a servi de base ànotre étude ainsi que les paramètres du modèle cinétique de la résine. Une simulationnumérique du procédé de cuisson, basée sur une modélisation des couplages desphénomènes chimiques (polymérisation de la résine), thermiques (transferts de chaleuravec prise en compte de l’exothermie de la réaction) et mécaniques (formation decontraintes et déformations résiduelles) induits par le procédé, a été développée dans lebut d’optimiser les cycles de polymérisation. La caractérisation mécanique des matériauxélaborés à partir d’un dispositif de cuisson rapide mis au point au Laboratoire a permis dedémontrer que nous n’avions pas de pertes de caractéristiques par rapport aux piècesélaborées en autoclaveThe autoclave polymerization is the bottleneck of the production flux for largepublic parts, hence the speedy polymerization process emerges to improve the productionratio. The objective is to study the possibility of reducing the cycle time of polymerizationfor the production of thin composite laminates using a fast cure process out-of-autoclave.Specific or standard chemical and mechanical characterization tests had been designed inorder to capture the expected characteristics for the model simulation and validate thesimulation results. According to the values obtained, an analysis based on the finiteelement technique is developed to simulate the speedy curing process of epoxy resincomposite. The analysis relates the cure temperature to the thermal, chemical and physicalprocesses occurring in the thin composite part during cure. Included in the analysis are theeffects such as the heat generation due to exothermic chemical reactions. For a specifiedcure cycle, the model could be used to calculate the temperature distribution, the degree ofcure of the resin inside the composite part as well as predict the residual curing stressesand the strains of the cured composite parts.Keywords :
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Xu, Chan. "Étude et simulation numérique d'un procédé de cuisson rapide pour l'élaboration de matériaux composites à matrice thermodurcissable." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01064333.
Full textAbstract:
L'élaboration de composites en cuisson autoclave est un procédé bien maîtrisé maisles cycles de cuisson peuvent être très longs, en particulier dans le cas de préimprégnésaéronautiques. L'objectif de ce travail de thèse est d'étudier la possibilité de diminuer letemps des cycles de polymérisation pour la fabrication de composites stratifiés minces àl'aide d'un procédé de cuisson rapide. Des essais de caractérisation ont permis de définirles grandeurs thermodynamiques du préimprégné carbone/époxy qui a servi de base ànotre étude ainsi que les paramètres du modèle cinétique de la résine. Une simulationnumérique du procédé de cuisson, basée sur une modélisation des couplages desphénomènes chimiques (polymérisation de la résine), thermiques (transferts de chaleuravec prise en compte de l'exothermie de la réaction) et mécaniques (formation decontraintes et déformations résiduelles) induits par le procédé, a été développée dans lebut d'optimiser les cycles de polymérisation. La caractérisation mécanique des matériauxélaborés à partir d'un dispositif de cuisson rapide mis au point au Laboratoire a permis dedémontrer que nous n'avions pas de pertes de caractéristiques par rapport aux piècesélaborées en autoclave.
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Masseteau, Benjamin. "Etude de solutions composites bio-sourcées respecteuses de l'environnement pour des applications dans le domaine de l'aviation légère." Ecole centrale de Nantes, 2012. http://www.theses.fr/2012ECDN0041.
Full textAbstract:
Le but de ces travaux est de faire progresser la connaissance sur les composites bio-sourcés afin de les qualifier comme une alternative crédible et d’avenir aux composites synthétiques, démarche appuyée sur l’exemple d’un avion de voltige présentant un cahier des charges sévère. L’utilisation de matériaux sandwich (fibres de lin/liège/époxy) ne peut être validée vis-à-vis des normes aéronautiques, que si certains verrous scientifiques et technologiques sont levés. C’est pourquoi ce travail a un double objectif : technologique par l’évaluation des possibilités d’utilisation offerte par un bio-composite dans le CRICRI, et scientifique, par l’étude des paramètres prédominants dans l’établissement d’une part, de leurs propriétés mécaniques, et d’autre part dans l’origine de leurs variabilités. L’humidité des fibres et la porosité des bio-composites se sont avérés être les principaux paramètres à maitriser pour optimiser les propriétés mécaniques des bio-composites et pour limiter leurs variabilités. D’un point de vue technologique, l’utilisation de bio-composites dans l’aviation légère semble être principalement limitée par leur faible tenue en fatigue. La biodégradabilité et la variabilité des bio-composites n’ont pas été pénalisantes, car d’une part l’utilisation d’une barrière physique, et d’autre part le choix d’une méthode de mise en œuvre appropriée, permettent de limiter fortement ces deux aspects. Une analyse environnementale comparative a enfin montré que l’utilisation du bio-composite n’induit pas un gain environnemental. Les impacts environnementaux, générés par le bio-composite ont été approfondis et révèlent que la matrice époxy, la mise en œuvre et la production du tissu de lin, en sont les principaux responsablesThe main objective of this research is to study the potential of using a bio-composite in the wings of a small acrobatic aircraft: the CRICRI. The use of sandwich materials (flax fibers/cork/epoxy matrix) for aeronautical uses cannot unless certain scientific and technological barriers are lifted. That is why this work has two aspects: a technological evaluation of the use of a bio-composite in the wings of the CRICRI, and a scientific evaluation of the dominant parameters affecting the mechanical properties of the bio-composite and the identification of the origin of the variation in these properties. The moisture content of fibers and the porosity of bio-composites are shown to be the main parameters and must be controlled in order to optimize the mechanical properties and limit their variation. From a technological point of view, the use of bio-composites in the light aircraft seems to be mainly limited by their weak behavior in fatigue. The biodegradability and the variability of bio-composites are not limiting factors, because on the one hand, the obligatory use of a physical barrier will limit biodegrability, and on the other hand, the choice of an appropriate process will limit the variation to acceptable levels. A comparative environmental analysis showed that the use of the bio-composite does not provide an environmental gain. The environmental impacts generated by the bio-composite were analyzed more precisely and the epoxy matrix, the process and the production of the flax fabric, have the greatest environmental impacts
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Constantin, François. "Mélanges Thermoplastique / Thermodurcissable à base d'époxy permettant la mise en oeuvre et la post-réticulation d'un poly(hydroxy-amino-éther)." Lyon, INSA, 2003. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2003ISAL0097/these.pdf.
Full textAbstract:
L’objectif de ce travail est l’étude du mélange d’un nouveau thermoplastique, un poly(hydroxy-amino-éther), nommé BLOX dans un système époxyde thermodurcissable à base de Diglycidyle éther de Bisphénol A, DGEBA. L’introduction de DGEBA au BLOX en extrudeuse présente un double avantage : - La processabilité du thermoplastique est favorisée du fait de la plus faible viscosité du mélange. Ces mélanges sont miscibles sur toute la gamme de concentration en BLOX, - Ils sont de plus réticulables en présence ou non de durcisseur par chauffage. Sans durcisseur, des réactions d’éthérification se produisent, conduisent au gel et à des échantillons miscibles. Lorsque les échantillons sont synthétisés en présence d’amine, les réactions des fins de chaînes époxy du BLOX sur le réseau époxyde en croissance conduisent également à des réseaux transparents. Les propriétés initiales des mélanges, finales des réseaux ainsi que les cinétiques de réticulation sont discutées en fonction du taux de thermoplastique et des applications viséesThis work aims at studying Thermoplastic/DGEBA epoxy (Diglycidyl ether of Bipshenol-A) Thermoset blends based on a new poly(hydroxy-amino-ether), called BLOX. The introduction of the epoxy monomer in the thermoplastic thanks to an extruder has two main advantages. – The TP processability of is increased because the DGEBA/BLOX viscosity is lower than the TP one. Blends are miscible over the entire BLOX concentration. – They are post-crosslinkable when heating, with or without hardener. Without, etherification reactions appear and with hardeners, reactions of BLOX epoxy end-chains on the growing epoxy network lead to transparent samples. Initial properties of the blend and final ones of the network are discussed with the thermoplastic content and the industrial applications
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Constantin, François Fenouillot-Rimlinger Françoise Pascault Jean-Pierre. "Mélanges Thermoplastique / Thermodurcissable à base d'époxy permettant la mise en oeuvre et la post-réticulation d'un poly(hydroxy-amino-éther)." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=constantin.
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Salard, Thomas. "Etude et renforcement des propriétés mécaniques de matrices pour composites SMC structuraux." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI066.
Full textAbstract:
Le contexte environnemental actuel contraint l’industrie automobile à trouver des solutions pour réduire les émissions de CO2 des véhicules. Une des voies développées consiste à alléger les véhicules en substituant les matériaux à densité élevée comme l’acier par des matériaux plus légers comme les composites. Parmi eux, les SMC (Sheet Molding Compound), généralement employés pour des applications semi-structurales, aspirent à des applications structurales, à condition d’améliorer leurs performances mécaniques (notamment en choc et en fatigue). Les SMC sont composés d’une phase polymère organique (réseau polyester ou vinylester associé à un additif anti-retrait), de charges inorganiques et de fibres de renfort. Cette étude s’est concentrée sur le rôle de la matrice (phase organique + charges) sur les propriétés à la rupture de formulations SMC à fibres de verre et fibres de carbone. Trois axes de recherche ont été développés : i) Analyse de l’existant en évaluant le rôle de l’additif anti-retrait et celui des charges sur les propriétés mécaniques de matrices SMC, ii) Renforcement de matrices SMC par l’utilisation de particules core-shell (CSR), iii) Evaluer le rôle de la matrice sur les SMC à partir des précédents résultats. Dans un premier temps, il a été montré que l’ajout d’un additif de type polystyrène, initialement immiscible dans une résine polyester, conduit à une diminution de la résistance au choc. L’impact de l’augmentation du taux d’un additif initialement miscible (polyester saturé ou polyacétate de vinyle) de faible Tg est gouverné par deux effets antagonistes : la présence de plus en plus importante d’une phase souple renforçante et le développement de microvides qui dégradent les propriétés mécaniques. Puis, l’effet des charges inorganiques a été analysé. Il a été montré que l’ajout de CaCO3 conduisait à une amélioration de la résistance à la propagation de fissure. La résistance à l’amorçage de fissure semble être liée au retrait de polymérisation. La diminution des propriétés à la rupture en présence de microsphères de verre a été démontrée. L’utilisation de charges alternatives a également été explorée. Dans un second temps, des matrices vinylester ont été renforcées par des particules core-shell, qui ont démontré leur efficacité en augmentant considérablement la résistance au choc et la ténacité des systèmes. Des analyses microscopiques ont permis d’identifier des mécanismes de renforcement. Enfin, le rôle de la matrice sur les SMC a été évalué. Ainsi, une augmentation du taux d’additif dans les SMC renforce la matrice et modifie probablement la résistance de l’interface fibre-matrice, entraînant une augmentation de la résistance au choc. L’ajout CaCO3 dégrade cette propriété. De plus, celui-ci masque l’effet renforçant des particules core-shell. Enfin, sur composites à fibres de carbone sans CaCO3, l’ajout de particules CSR permet d’augmenter jusqu’à 20% leur résistance au choc et d’améliorer leur tenue en fatigueBecause of the current environmental context, automotive industry has to find solutions to reduce CO2 emissions of vehicles. In order to address this issue, one of the possible ways concerns the reduction of the overall weight of cars by substituting heavy steel parts by lightweight composite materials. Among composite materials, Sheet Molding Compounds (SMCs) are used in cars (semi-structural parts) thanks to their low cost and low weight. Their use in structural applications is relevant, provided that their mechanical properties are improved (especially in impact and fatigue). These composites are generally constituted of a polymer matrix (unsaturated polyester or vinylester resin blended with an anti-shrinkage additive) reinforced by short fibers and mineral fillers. The aim of this work was to evaluate the role of the matrix on the mechanical properties of carbon fibers (FC-SMC) and glass fibers-based SMC composite (FV-SMC). Three points were developed : i) a study of existing SMC formulations by assessing the influence of low-profile additive and inorganic fillers on the matrices mechanical properties, ii) a study of the toughening of SMC matrices by adding core-shell rubbers particles (CSR), iii), from the previous results, a last part to assess the impact of the matrix on SMC mechanical properties. First, it was shown that adding a polystyrene (PS) low-shrinkage additive, initially immiscible with a polyester resin (before polymerization), leads to a reduction of Charpy impact resistance, because of PS domains which act as defects. When an initially miscible low-Tg additive is used (PVAc or saturated polyester SP), two antagonist effects were found. When the amount of PVAc or SP was increased, a competition between composition (the presence of a soft phase is more important) and morphology (larger microvoids are created, which lead to a drop of fracture toughness) controlled the evolution of mechanical properties. Then, it was shown that CaCO3 improved fracture toughness of materials. Crack initiation resistance seemed to be lied to polymerization shrinkage. Adding glass microspheres led to a drop of mechanical properties. Other types of fillers were also investigated. In a second part, vinylester matrices were blended with CSR particles. An important toughening was obtained in comparison to a standard SMC matrix. Toughening mechanisms like CSR cavitation, plastic deformation of the matrix or crack-bridging were identified with electronic microscopic observations. Finally, the role of the matrix on SMC was studied. Increasing the rate of saturated polyester (low-profile additive) in FC- SMC formulations led to a better Charpy impact resistance, because of the higher matrix toughness and a probable modification of the fiber/matrix adhesion. With CSR particles in FV-SMC, the presence of CaCO3 limited the toughening. On FC-SMC without fillers, CSR particles led to a better Charpy impact resistance and a better fatigue behavior
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Albouy, William. "De la contribution de la visco-élasto-plasticité au comportement en fatigue de composites à matrice thermoplastique et thermodurcissable." Phd thesis, INSA de Rouen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00942294.
Full textAbstract:
La présente étude vise à comprendre l'influence du comportement visco-élasto-plastique d'une matrice TP (PPS) et TD (Epoxy) sur le comportement en fatigue à haute température de composite tissés à fibres de carbone. Une analyse fractographique a permis de révéler le rôle déterminant des zones riches en matrice au niveau des plis à ±45° dans la chronologie d'endommagement et sur le comportement en fatigue de stratifiés à plis croisés et quasi-isotropes. Afin d'évaluer la contribution de la viscoélasticité et de la viscoplasticité de la matriceTP au comportement thermomécanique des stratifiés C/TP à T>Tg, un modèle viscoélastique de Norton généralisé ont été implémentés dans le code Eléments Finis Cast3m. Une technique de corrélation d'images numériques (CIN) a été mise œuvre pour tester la capacité du modèle à prédire la réponse du stratifié dans le cas de structures à forts gradients de contraintes.
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Le, Thai Hung. "Rhéologie et microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable chargée minéralement et renforcée par des fibres de verre." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00369701.
Full textAbstract:
Dans ce travail, on analyse la rhéologie et les microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable renforcée par des fibres de verre tels que les Bulk Moulding Compounds et Sheet Moulding Compounds (SMC). Dans un premier temps, la rhéologie des BMC est analysée sur des rhéomètres spécifiques en compressions simple et en déformation plane. Les résultats expérimentaux soulignent les influences de la vitesse de déformation, du type de charge, du taux de fibres et de la température sur la rhéologie des BMC. Des modèles viscoélastiques non linéaires 1D et 3D sont alors proposés pour reproduire la réponse de ce matériau. Dans un deuxième temps, les microstructures de plaques de SMC comprimées industriellement sont analysées par microtomographie à rayons X, en utilisant le mode de contraste de phases. Les influences des conditions de moulage sur les porosités résiduelles, les migrations de matrice, l'intégrité, la flexion, l'écrasement et l'orientation des mèches de fibres de verre sont mises en exergue et permettent d'(in)valider les hypothèses des modèles rhéologiques de la littérature.
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Le, Thai Hung. "Rhéologie et microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable chargée minéralement et renforcée par des fibres de verre." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10006.
Full textAbstract:
Dans ce travail, on analyse la rhéologie et les microstructures des matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable renforcée par des fibres de verre tels que les Bulk Moulding Compounds et Sheet Moulding Compounds (SMC). Dans un premier temps, la rhéologie des BMC est analysée sur des rhéomètres spécifiques en compressions simple et en déformation plane. Les résultats expérimentaux soulignent les influences de la vitesse de déformation, du type de charge, du taux de fibres et de la température sur la rhéologie des BMC. Des modèles viscoélastiques non linéaires ID et 3D sont alors proposés pour reproduire la réponse de ce matériau. Dans un deuxième temps, les microstructures de plaques de SMC comprimées industriellement sont analysées par microtomographie à rayons X, en utilisant le mode de contraste de phases. Les influences des conditions de moulage sur les porosités résiduelles, les migrations de matrice, l'intégrité, la flexion, l'écrasement et l'orientation des mèches de fibres de verre sont mises en exergue et permettent d'(in)valider les hypothèses des modèles rhéologiques de la littératureLn this work, the rheology and the microstructures of thermoset polymer composites reinforced with glass fibres, such as Bulk Moulding Compounds (BMC) and Sheet Moulding Compounds (SMC), are analysed. Firstly, the rheology of BMC is studied by using dedicated simple and plane strain compression rheometers. Experimental results emphasize the influences of the strain rate, the type of mineraI fillers, the volume fraction of fibres as weIl as the temperature on the BMC rheology. ID and 3D non-linear viscoelastic rheological models are proposed to reproduce the behaviour of BMC. Secondly, the microstructures of compression moulded SMC plates are analysed by using X-ray phase contrast microtomography. The influences of processing conditions on residual porosity, matrix migration, breakage, bending, compression and orientation of glass-fibre bundles are underlined, allowing a discussion on the relevance of assumptions used to establish rheological models proposed in the literature
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Garrigues, Céline. "Étude d'un fuselage en matériaux composites pour avion supersonique." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 1998. http://www.theses.fr/1998ESAE0020.
Full textAbstract:
Durant les vingt prochaines années le trafic long-courrier connaîtra une croissance d'environ 6% par an. Il existera alors un marché potentiel suffisant pour justifier le lancement d'un nouveau transport supersonique. En Europe, Aérospatiale, British Aerospace et Deutsche Aerospace travaillent sur un projet d'avion supersonique appelé E. S. C. T. (European Supersonic Civil Transport). Il transportera 250 passagers à la vitesse supersonique de mach 2, sur un rayon d'action de 10200 km. Cette étude consistait tout d'abord à étudier les différentes contraintes apportées par le vol en domaine supersonique sur la structure du fuselage, et ensuite à établir une méthode de prédimensionnement d'un fuselage en composites, réaliser un comparatif des procédés de mise en œuvre des composites et proposer des solutions nouvelles de principes constructifs des principaux éléments de fuselage. Les principales contraintes auxquelles est confronté le futur supersonique sont d'ordre technologiques : satisfaction du cahier des charges (masse. . . ), choix du matériau (températures de paroi élevées) ; réglementaires : respect des normes internationales ; commerciales : réduction des coûts de développement, de fabrication et d'exploitation. Le dimensionnement réalisé dans cette étude a montré que la solution d'un fuselage en composites permet d'obtenir d'importants gains de masse notamment dans les zones les plus fortement chargées, dus à la fois à la faible densité des composites et à la possibilité de piloter les rigidités et les résistances suivant les zones de la structure grâce aux différents empilements. Concernant les géométries des éléments principaux du fuselage, un panneau raidi par des lisses en oméga semble le plus adapté, et pour les cadres et les traverses plancher une géométrie en "C" ou en "I". Par ailleurs, l'étude a montré qu'une solution combinant différentes technologies composites permettait de réduire les coûts de développement en diminuant les difficultés technologiques.
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Dendele, Nathalie. "Formulation d'activateurs de surface pour l'amélioration du collage thermoplastique et thermodurcissable du PEEK et de son composite fibre de carbone." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2268/.
Full textAbstract:
Au cours de ces travaux de thèse, la formulation et la mise en œuvre de mélanges réactifs à viscosité élevée (organogels) ont été réalisées. Ces formules ont été conçues, afin de fonctionnaliser la surface du PEEK (polyétheréthercétone), polymère thermoplastique thermostable et celle de son composite à fibres de carbone. Ces formules réactives reposent chimiquement sur la substitution des fonctions carbonyles du PEEK ; par des fonctions alcools ou des fonctions époxydes. La réactivité des différentes formules ainsi que l'influence des modifications de surface sur les propriétés des matériaux ont été étudiées par analyse spectroscopiques et thermiques. Cette activation de surface par voie gel a permis l'amélioration des propriétés adhésives du PEEK et du PEEK/FC pour un collage structural à partir d'un adhésif thermodurcissable ou thermoplastique. Les essais mécaniques réalisés sur des assemblages, dont les surfaces ont été optimisées par abrasion mécanique et activation chimique, révèlent une amélioration de 225% de la contrainte à la ruptureModifications of polymer surface are an attractive approach to introduce specific moeities or reactive groups on expensive polymer surface in order to preserve their desirable bulk properties. The modified surface is able to alter the chemical structure of materials and consequently their wettability, biocompatibility or adhesion properties. The present work is focused on the development of high viscosity formulations in order to functionalize the surface of the thermostable thermoplastic polymer PEEK and its carbon fiber composite. These modifications were based on the substitution of carbonyl functions either by alcohol or by epoxide functions. The influence of these modifications on the material surface properties were studied by spectroscopic and thermal analysis. The aim of these surface activations by gel was the enhancement of the adhesive properties of PEEK and PEEK / FC for structural bonding from a thermoset or thermoplastic adhesive. Mechanical tests on samples activated by mechanical anchoring and gel treatments show an improvement of the tensile strength until 225%
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Duret, Xavier. "Liquéfaction d'écorces en vue de leur valorisation pour le développemnt de nouveaux produits de traitement du bois." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0032/document.
Full textAbstract:
Les travaux de recherche présentés portent sur l'utilisation des produits de la liquéfaction des écorces d'épicéa dans le phénol pour la préservation du bois. Les produits de la liquéfaction permettent la synthèse d'une résine thermodurcissable de type phénolique. Les résines formulées sont imprégnées dans le bois suivi d'un durcissement in situ. Un prétraitement est mis au point dans le but d'enrichir la fraction phénolique des écorces. Ce prétraitement consiste à hydrolyser les polysaccharides principalement la cellulose et les hémicelluloses dans une solution acide. Ce prétraitement permet d'obtenir un taux de lignine dans les écorces de 60 %, et un taux de cellulose de 28 %. Un procédé de liquéfaction dans un système composé de phénol, d'eau et d'éthanol est optimisé dans le but d'obtenir des taux de liquéfaction supérieur à 85 %, et un taux d'écorces liquéfiées par rapport à la masse de phénol supérieur à 50 %. Les produits de la liquéfaction présentent l'avantage de polymériser sans ajout de formaldéhyde. La durabilité conférée au bois par les résines est bonne, surtout pour les résines phénol/formaldéhyde. Les résines sont peu lessivables. L'imprégnation du bois par les résines provoque un gonflement du bois ce qui améliore la stabilité dimensionnelle de ce dernierThis work focuses on the use of liquefaction products of spruce bark in phenol for the wood preservation. The liquefaction products allow the synthesis of phenolic thermosetting resins. The formulated resins were impregnated into the wood followed by in situ polymerization. A pretreatment was developed in order to increase the phenolic compounds in the spruce bark. This step is an acid hydrolysis of polysaccharides. This pretreatment allowed obtaining a Klason lignin content of 60 %, and a cellulose content of 28 %. A liquefaction process was developed in a mixture of solvent composed of phenol, ethanol, and water. The optimized experimental conditions allowed obtaining a liquefaction yield superior to 85 %, with liqui?ed bark/phenol ratio superior to 50 %. The lique?ed products had the advantage to polymerize without formaldehyde. The resins enhanced the wood durability especially for the phenol/formaldehyde resins. The leaching was low. The wood impregnation allowed a wood swelling, thereby the impregnated wood had a better dimensional stability
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Legrandjacques, Pozzolo Sandrine. "Influence des propriétés de la matrice sur le comportement à la rayure de réseaux époxy-amine chargés par des nanoparticules de silice&." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066148.
Full text
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Baziard, Yves. "Synthèse sous micro-ondes et caractérisation physico-chimique de matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable et à renfort métallique finement divisé." Toulouse, INPT, 1986. http://www.theses.fr/1986INPT002G.
Full textAbstract:
Synthese a 2,45 ghz de resines de type dgeba renforcees de poudre d'aluminium et de cuivre; lors du traitement electromagnetique, les reactions de reticulation de la resine avec un durcissement anime activees thermiquement sont suivies en mesurant, en fonction du temps, les variations de la temperature des echantillons et des pertes dielectriques et de conduction a l'origine de l'echauffement de ces materiaux; evolution analogue du module d'elasticite et la constante dielectrique en fonction de la concentration en poudre metallique
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Fine, Thomas. "Etude du comportement de copolymères à blocs ABC en solvants réactifs : application à la compatibilisation de mélanges de polymères thermoplastique / thermodurcissable." Lyon, INSA, 2004. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2004ISAL0081/these.pdf.
Full textAbstract:
Dans le domaine des matériaux polymères, les propriétés tensio-actives des copolymères à blocs sont très souvent mises à profit pour compatibiliser deux polymères thermoplastiques immiscibles. Ce qui est moins répandu en revanche, c’est leur utilisation dans les mélanges de polymères thermoplastique/thermodurcissable (TP/TD), ce qui va représenter notre principal axe de recherche. Les structures biphasées des mélanges TP/TD sont créées lors de la polymérisation du solvant réactif qui provoque une séparation de phase du système initialement homogène. La particularité des copolymères à blocs ABC, sur lesquels sera centrée notre étude, est que chacun des blocs a une nature chimique différente. La complexité des systèmes nous a conduit dans un premier temps à étudier la thermodynamique de systèmes ternaires constitués de deux homopolymères et d’un prépolymère diépoxyde. Dans un second temps, nous nous sommes attaché à comprendre le comportement des copolymères à blocs ABC en solvant réactif. Nous avons ensuite étudié les systèmes TP/TD/copolymères en commençant par discuter de l’organisation des mélanges avant polymérisation, puis de l’évolution des morphologies pendant la polymérisation, pour enfin évaluer la ténacité de ces nouveaux matériaux compatibilisésIn the field of polymer blends, the emulsifying activity of the block copolymers are very often used to compatibilise two immiscible polymers. On the other hand, what is more unusual is their use in thermoplastic/thermoset (TP/TS) polymer blends, what will represent our major axe of research. In this type of blends, the two phases structure is created during the polymerization of the TS precursor, the increase of its molar mass inducing a phase separation of the initially miscible system. The block copolymers used in this study are ABC type, which means that each block has a different chemical nature. The choice of the two extrem block has been done in order to obtain their respective miscibility in the TS rich phase and the TP rich phase. The middle block is an elastomeric one in order to create the best mechanical enhancement of the blends. The complexity of the systems lead us, in a first time, to the study of the thermodynamic of ternary systems based on two homopolymers and a diepoxy prepolymer. In a second time, we have focused our work on the behavior of the ABC block copolymer in the reactive solvent, and in particular on the influence of the middle block on the order-disorder transition of the solutions. We have then study the TP/TS/block copolymers systems by first discussing the organisation of the blends before polymerisation, then the evolution of the morphology during polymerisation and finally to evaluate the mechanical strength of this new compatibilised materials
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Baziard, Yves. "Synthèse sous micro-ondes et caractérisation physico-chimique de matériaux composites à matrice polymère thermodurcissable et à renfort métallique finement divisé." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37595812g.
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Fine, Thomas Pascault Jean-Pierre. "Etude du comportement de copolymères à blocs ABC en solvants réactifs application à la compatibilisation de mélanges de polymères thermoplastique / thermodurcissable /." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=fine.
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Rabearison, Njaramalala. "Élaboration d'un outil numérique dédié à la simulation du procédé de fabrication des matériaux composites à résine thermodurcissable : prédiction des contraintes internes." Brest, 2009. http://www.theses.fr/2009BRES2062.
Full textAbstract:
Cette étude porte sur la cuisson d'une matrice époxy de type LY556 couramment utilisée pour l'enroulement filamentaire servant notamment à la fabrication de tubes épais pour l'exploitation pétrolière et offshore. Cette résine est connue pour sa forte exothermicité. Ainsi le couplage de la chimie et de la thermique est pris en compte afin de prédire au mieux les gradients de température et de conversion présents au sein de la matrice en vue de la maîtrise de la qualité du matériau produit. Une proposition de modélisation des propriétés thermomécaniques mécaniques évolutives avec le degré de conversion est également présentée, afin d'apporter une réponse à la question du développement des contraintes internes. Un soin particulier a été appliqué à la modélisation de la cinétique chimique avec la prise en compte des phénomènes diffusifs qui ralentissent la conversion d'origine purement chimique. La qualité du couplage thermochimique proposé est validée par une prédiction du champ de température spatial en bon accord avec les mesures par thermocouples faites au cours de la cuisson d'un bloc épais de résine. Il s'en suit une estimation en élasticité des contraintes internes développée par la cuisson. Une première validation du niveau de contraintes obtenues est proposée par la prédiction du phénomène de microflambage d'une fibre de carbone noyée dans la résine LY556.
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Smaali, Mohamed Amine. "Contribution à l’étude expérimentale du phénomène d’ondulation d’une fibre de carbone noyée dans une résine thermodurcissable tout au long de la cuisson." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2268.
Full textAbstract:
La cuisson d’une résine thermodurcissable est un point délicat de la réalisation d’un composite stratifié. Elle résulte d’une réaction chimique de thermodurcissement de la résine et possède un changement de phase liquide-solide. L’exothermie de la réaction et son aspect thermoactivable sont délicats à maîtriser pour les composites épais car la cuisson induit souvent des ondulations sur les fibres. Cette étude présente une recherche de données caractéristiques de la cuisson d’une matrice épaisse en examinant ses conséquences sur une fibre de carbone servant d’indicateur. Ce travail se destine à établir une base d’informations expérimentales pour renseigner un travail de modélisation de la cuisson effectué en parallèle. Dans le premier chapitre une étude paramétrique de la cuisson est conduite au moyen d’observations vidéos en direct et de mesures locales de température. Les ondulations vues sur la fibre sont décrites en relation avec la cuisson et identifiées dans leur position spatiale. Le deuxième chapitre présente un dispositif de mesure de la contraction chimique liée au changement de phase et adapté aux matrices épaisses. La déformation chimique est établie pour différentes cinétiques de cuisson mettant en évidence l’importance de la phase caoutchoutique sur la contraction maximale. La corrélation avec l’observation vidéo est établie dans le troisième chapitre via la cinétique chimique correspondante. L’ondulation de la fibre est identifiée en zone caoutchoutique peu avant la vitrification. La matrice en formation est analysée durant sa cuisson dans le quatrième chapitre. Sa nature viscoélastique dans la zone de l’instabilité est identifiée et une analyse phénoménologique du comportement est établie par une approche paramétrique de la cuisson (analyses DMA-TMA). Le point fort de ce travail réside dans le cinquième chapitre en proposant, à partir des informations expérimentales recueillies, un scénario du mécanisme de microflambage responsable des ondulationsThe cure of a thermosetting resin is a delicate point of the process of a laminate composite. It results from a chemical thermohardening reaction and has a phase change. The exothermal of the reaction and its thermo-activated aspect are delicate to control for thick composites since cure often induces undulations onto the fibres. This study presents a data research characteristic of the cure of a thick matrix by examining its consequences on a carbon fibre used as indicator. This work is intended to establish a base of experimental informations requested for a modelling approach of the cure done simultaneously in another work. In the first chapter, a parametric study of the cure is done by the use of real time video records and local temperature measures. Undulations seen on fibres are described in relation to the cure and are identified in their spatial position. The second chapter presents a device for the chemical shrinkage measurement due to the phase change and adapted to thick matrices. Chemical strain is established for various cure kinetics and highlights the importance of the rubbery state onto the maximum shrinkage. Correlations with the videos are established in the third chapter via the corresponding cure kinetics. Fibre undulation is identified in rubbery matrix state, little before vitrification. Mechanical behaviour of the matrix in formation is analysed in the fourth chapter. Its viscoelastic aspect in the area of instability is identified and a phenomenological analysis of the behaviour is established by a parametric approach of the cure (DMA-TMA analyses). The strong point of this work is in the fifth chapter that explains, based on experimental data collected by this study, a scenario of the microbuckling mechanism responsible for fibre undulations
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Tadlaoui, Samir. "Influence de l'état de la réticulation de la matrice thermodurcissable (soc) sur les propriétés mécaniques des matériaux composites obtenus : expérimentation et modélisation." Saint-Etienne, 1994. http://www.theses.fr/1994STET4009.
Full textAbstract:
Afin d'étudier l'influence de l'état de la réticulation des matrices thermodurcissables (soc) sur les propriétés mécaniques des composites, nous nous sommes appuyés sur la méthode couplant l'expérimentation et la modélisation (analyse numérique et informatique). Après avoir validé les modèles en comparant les résultats calculés à ceux des expériences réalisées au laboratoire, nous avons préparé des pièces de composite dans des conditions opératoires différentes, donc à des soc différents. Une évolution de la réticulation de la résine en contact avec l'air a été montrée. Nous avons étudié le rôle de l'épaisseur du composite pendant le processus global de la réaction. Plus l'épaisseur de l'échantillon est grande, plus le soc évolue pendant la phase de post-cuisson. Les propriétés mécaniques pour des composites préparés à différents soc ont été étudiées : nous avons comparé la dureté superficielle à celle du cur du matériau : la valeur de cette dernière est plus grande. La dureté est largement dépendante des conditions de préparation du composite, c'est-à-dire de la température et de la durée du chauffage et du refroidissement, ainsi que du mode de refroidissement. L'étude des propriétés mécaniques en dynamique a été réalisée dans le viscoanalyseur en programmation de température, à fréquence constante ou variable. Nous avons choisi le mode de traction-compression. Cette étude s'est avérée intéressante puisque le matériau est viscoélastique. Nous avons pu déterminer l'influence de plusieurs paramètres sur le comportement du matériau (fréquence de vibration et température) ; qui dépend des propriétés mécaniques suivantes : le module de Young élastique e' et l'amortissement tg d. Nous avons déterminé la transition vitreuse du matériau tg. Une corrélation entre le soc et le module e' a été mise en évidence
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Heman, Marie-Barbara. "Contribution à l'étude des interphases et de leur comportement au vieillissement hygrothermique dans les systèmes à matrice thermodurcissable renforcés de fibres de verre." Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00348059.
Full textAbstract:
Les matériaux composites à matrices thermodurcissables et renforcés de fibres de verre ont des caractéristiques thermomécaniques élevées à l'état initial. Le développement de ces structures composites est étroitement liée à une meilleure connaissance de leur comportement en service face au vieillissement hygrothermique en particulier. La sensibilité des interfaces à l'humidité est retenue comme étant une cause majeure de la chute des propriétés mécaniques. La démarche de ce travail de thèse consiste à mener des investigations sur des matériaux composites unidirectionnels, permettant ainsi une sollicitation préférentielle de l'interface fibre/matrice. Une étude fine de l'interphase est menée afin de réunir des informations précises sur l'étendue de cette zone, sa structure et sa sensibilité vis-à-vis du vieillissement. L'étude des comportements de ces composites repose sur l'utilisation de techniques expérimentales de caractérisation à différentes échelles. Trois systèmes différents par leur mobilité moléculaire et leur comportement face au vieillissement sont étudiés. A l'état initial, l'étendue de la zone interfaciale a été estimée par la micro-analyse thermique localisée qui montre une augmentation de la mobilité moléculaire depuis la matrice jusqu'aux monofilaments. Quelle que soit la nature de la matrice, l'interphase a été trouvé sous-réticulée et /ou plastifiée. L'étude du vieillissement hygrothermique passe par la détermination des cinétiques d'absorption d'eau. Le modèle de Langmuir à deux phases est en accord avec les évolutions physiques observées. Dans les premiers temps de vieillissement, les molécules d'eau se lient par simple liaison hydrogène aux sites hydrophiles entraînant la plastification. Puis elles s'organisent en créant un réseau secondaire par des ponts intermoléculaires. La microanalyse thermique révèle en effet un réseau plus dense dans l'interphase en lien avec la chute des propriétés mécaniques du composite fragilisé à l'interface. La mobilité moléculaire et la nature de la matrice influencent donc le comportement hygrothermique.
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Dupenne, David. "Conception d'un revêtement conducteur extrinsèque polymère/fils submicroniques d'argent : application à la métallisation de substrat thermodurcissable chargé fibres de carbone à finalité spatiale." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30336/document.
Full textAbstract:
Ces travaux décrivent la réalisation et l'étude d'un procédé original permettant la métallisation de surface de substrats à matrice polymère chargés fibres de carbone (CFRP) par l'intermédiaire d'un revêtement polymère conducteur pour des applications de blindage électromagnétique. Ce revêtement conducteur est constitué d'une matrice polyuréthane (PU) contenant des fils submicroniques d'argent (AgNWs) obtenus par un procédé polyol. L'étude de la mobilité moléculaire de la matrice PU et de l'influence des AgNWs sur les propriétés physiques de la matrice ont été effectuées. Le revêtement PU/AgNWs présente un très faible seuil de percolation volumique et surfacique inférieur à 1 % en volume. Au-delà de ce seuil de percolation, la conductivité de surface est suffisante pour permettre l'électrodéposition. Les paramètres optimaux de l'électrodéposition ont été déterminés. Un dépôt homogène et uniforme est obtenu pour des revêtements faiblement chargés (4 %vol). La couche métallique conserve son adhérence, malgré les grandes variations thermiques, en adaptant les contraintes de dilatation. L'efficacité de blindage a été mesurée de 1 à 26 gigahertzThis work describes the achievement and the study of an original process to permit the surface metallization of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) substrates filled with carbon fibers through a conductive polymer coating for electromagnetic shielding applications. This conductive coating consists of a polyurethane (PU) matrix containing silver nanowires (AgNWs) obtained by a polyol process. The study of the molecular mobility of PU matrix and the influence of AgNWs on the physical properties of the matrix were carried out. The PU/AgNWs coating exhibits a very low volume and surface percolation threshold less than 1 % by volume. Above this percolation threshold, the surface conductivity allows metal electroplating. Optimal electrodeposition parameters were determined. A homogeneous and uniform deposition is obtained on the low-filled coatings (4 %vol). The metallic layer adheres to substrate for large thermal variations, by adapting the stresses of the thermal expansion. The EM shielding efficiency was measured from 1 to 26 gigahertz
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Heman, Marie-Barbara Chailan Jean-François Belec Lénaïk. "Contribution à l'étude des interphases et de leur comportement au vieillissement hygrothermique dans les systèmes à matrice thermodurcissable renforcés de fibres de verre." [S.l.] : [s.n.], 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00348059/fr.
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Moisy, Amélie. "Imprégnation capillaire anisotherme et polymérisation d'une résine thermodurcissable dans un bobinage composite de rotor électrique : Caractérisation expérimentale, modélisation et simulation du couplage multiphysique." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Nantes, 2022. http://www.theses.fr/2022ECDN0052.
Full textAbstract:
Dans le cadre de l'électrification du parc automobile, Renault assemble ses propres moteurs électriques : le rotor est principalement composé d'un noyau en acier sur lequel sont bobinés des fils de cuivre isolés. Le bobinage est ensuite immergé dans un bain de résine liquide thermodurcissable assurant la performance et la durabilité du moteur. L'imprégnation, faite à température contrôlée pour faciliter l'écoulement et la polymérisation, n'implique pas de pressurisation. Cela suggère que la capillarité et la gravité jouent un rôle significatif. L'objectif global est d'évaluer laqualité de l'imprégnation. Cela requiert de caractériser, modéliser et simuler un procédé multi-matériaux et multi-physiques dans lequel transfert thermique, cinétique de polymérisation et écoulement capillaire sont fortement couplés. Les matériaux sont caractérisés (cinétique de polymérisation, viscosité, propriétés thermiques et de surface) pour modéliser leur comportement temporel et thermique. Ensuite, pour un cas unidirectionnel idéal, un montage expérimental original de suivi de l'imprégnation par prise en masse à température contrôlée est conçu et développé. Des essais de 20°C à 120°C permettent de mieux comprendre les phénomènes et l'influence des paramètres. Un modèle analytique simplifié est optimisé pour correspondre aux expériences. Pour compléter, une simulation anisotherme 2D couplée est réalisée sur un domaine homogénéisé, fournissant les gradients de polymérisation et thermiques et leur impact sur la dynamique d'écoulement. Enfin, l'analyse est montée en échelle sur une bobine de type rotor. Un autre montage original basé sur les diélectriques est développé pour mesurer le flux de résine. La simulation de l’imprégnation de la bobine est présentéeIn the mobility electrification context, the Renault Group assembles its own electric engines: the rotor is mainly composed of a steel core wound by insulated copper wires. The winding is immersed into a thermosetting resin bath ensuring the performance and durability of the motor. The impregnation occurs under controlled temperature to facilitate the flow and the polymerization. This process does not involve any pressurization. This suggests that capillary and gravity forces play a significant role. The global objective is to evaluate the impregnation quality. It requires characterizing, modeling and simulating a multi-materials andmulti-physics process in which heat transfer, polymerization kinetics and capillary-driven resin flow are strongly coupled. The materials are characterized (polymerization kinetics, viscosity, thermal and surface properties) to model their temporal and thermal behavior. Then, for an ideal unidirectional coil, an original temperaturecontrolled experimental resin weight intakefollow-up setup is designed and developed. Tests from 20°C to 120°C enable a deeper understanding of the phenomena andparameters’ influence. A simplified analytical model is optimized to match the experimental results. To complete, a coupled 2D anisothermal simulation is performed on a homogenized domain, providing the polymerization and thermal gradients and their impact on fluid dynamics. Finally, the analysis is up-scaled for a rotor-like coil. Another original dielectric-based setup is developed to measure the resin flow experimentally. The simulation of the coil’s impregnation is provided
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Motillon, Coralie. "Formulation et caractérisation de résines thermodurcissables bio-sourcées pour l’industrie du bois." Thesis, Pau, 2013. http://www.theses.fr/2013PAUU3036/document.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l’étude et à l’élaboration de résines de collage bio-sourcées pour remplacer les résines Urée-Formol (UF) d’origine pétrochimique, sources de formaldéhyde, utilisées actuellement dans l’industrie panneautière. Les résines étudiées dans le cadre de cette thèse sont formulées à partir de ressources locales (dextrines issues d’amidon de maïs et tanins d’écorces de pin maritime) et doivent respecter certaines contraintes industrielles. Pour répondre à ces contraintes, les travaux de recherche présentés dans ce mémoire vont de la compréhension structurale des mélanges des produits de base jusqu’à la fabrication de panneaux à l’échelle du laboratoire, en passant par la formulation et la réticulation des différentes résines thermodurcissables. Ces travaux montrent qu’il est nécessaire de travailler en milieu alcalin pour solubiliser les tanins. Dans cette situation, les mélanges tanins/dextrines donnent des suspensions colloïdales. Les fractions massiques en tanins et en dextrines permettant d’obtenir des paramètres respectant le cahier des charges varient de 0 à 40%. La réticulation de ces mélanges par l’épichlorhydrine a permis l’obtention de colles thermodurcissables insolubles dans l’eau ayant une bonne stabilité dimensionnelle à sec, mais un pouvoir gonflant plus ou moins important selon la formulation. Les propriétés adhésives, mécaniques et thermiques de ces matériaux ont été caractérisées et ont permis de sélectionner des formulations de colles ayant les meilleures performances thermomécaniques. Enfin, tout en respectant un protocole industriel, des composites ont été fabriqués à partir de ces colles et des particules de bois. Il a été montré que les panneaux de particules obtenus ont des performances mécaniques équivalentes à ceux fabriqués avec des colles UFThis work aims to substitute resins based on formaldehyde as UF by “green” thermosetting adhesives based on natural and renewable local products, in the wood composite industry. The resins studied in this thesis are made from local resources (dextrins from corn starch and tannins from maritime pine barks) and must respect certain industrial requirements. To meet these industrial constraints, the research work of this manuscript deals with studies ranging from the structural understanding of basic product mixtures, up to the characterization of the properties of panels manufactured in the lab, including the formulation and reticulation of resins. These studies show that it is necessary to work in an alkaline medium to solubilize the tannins. In this situation, the tannins / dextrin mixtures give colloidal suspensions. The mass fractions in tannins and dextrins allowing to obtain parameters respecting the specifications vary from 0 to 40%. The epichlorohydrin has been used as hardener to cross-link these resins. Thermosetting materials with good dimensional stability have been obtained. However the resin swelling depends on the composition of the formulation. Adhesive, mechanical and thermal properties of these materials were characterized. Thus, adhesive formulations with the best thermomechanical performances have been selected. Finally, composites have been made from these adhesives and wood particles, respecting an industrial procedure. It has been shown that these panels and those obtained with UF adhesives have equivalent mechanical performances
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Ouellet-Léveillé, Clément. "Étude et optimisation des opérations de mise en forme courbée de conduits en matériaux composites thermodurcissables." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/97.
Full textAbstract:
Cette recherche s’attarde à comprendre l’effet des différents paramètres sur la mise en forme courbée de conduits en matériaux composites thermodurcissables pour y déterminer les meilleurs paramètres à utiliser dans le but de réduire les bris et de conserver le plus possible la forme ainsi créée. Parmi ceux-ci, il est question des paramètres de fabrications du conduit, de sa polymérisation, de son réchauffement avant la mise en forme courbée et de sa mise en forme elle-même. Pour comprendre l’effet des différents paramètres, des tests mécaniques (traction, compression), thermomécaniques (DSC, DMA) et de relaxation de contrainte à l’aide d’une instrumentation avec des jauges de déformation sont effectués. Ceux-ci révèlent des ajustements à apporter pour permettre un meilleur contrôle du procédé. Entre autres, le taux de polymérisation, l’angle d’orientation des fibres et la température de mise en forme sont les principaux facteurs importants pris en compte. En effet, la recherche révèle que plus la température de mise en forme courbée est près de la température de transition vitreuse du composite moins la forme courbée à tendance à se conserver. Cela est similaire avec l’orientation des fibres, plus elles sont orientées circonférentiellement plus ce problème est de taille. De plus, le taux de polymérisation a un impact considérable sur la déformation maximale et sur la rigidité à haute température.
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Tribut, Laurent. "Réticulation d'un système thermodurcissable au sein d'une matrice élastomère : application en gainage de câbleCrosslinking of a thermosetting polymer into an elastomer matrix : Application as cable sheathing material." Lyon, INSA, 2007. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2007ISAL0009/these.pdf.
Full textAbstract:
Les matériaux de gainage de câbles sont, pour la plupart, des élastomères contenant des charges inorganiques. Avec des niveaux de chargement souvent supérieurs à 50% en masse, les outils de mise en œuvre sont utilisés au maximum de leur performance et l’allongement à la rupture des matériaux est fortement altérées. L’objectif de cette thèse a donc été de développer une nouvelle voie de renforcement d’élastomère par l’incorporation d’un système thermodurcissable. Notre choix s’est porté sur un élastomère EVA comme matrice et sur une résine novolaque réticulé à l’aide d’hexaméthylènetétramine ou de diépoxyde comme thermodurcissables. Bien que ces mélanges présentent une miscibilité assez faible, nous avons démontré la possibilité d’obtenir des nodules de TD de tailles submicroniques au sein de la matrice EVA en menant la réticulation du TD sous cisaillement. Nous avons montré par ailleurs, que pour des proportions massiques de TD inférieures à 30%, les comportements viscoélastique et mécanique des mélanges sont régis essentiellement par la matrice élastomère. En revanche, au-delà de 30%, les interactions entre les nodules de TD deviennent prépondérantes et leur percolation entraîne la chute des propriétés d’allongement de l’élastomère. La mise en œuvre de ces mélanges, peut être menée en extrudeuse bi-vis car les thermodurcissables sont très réactifs et la présence de l’EVA ne perturbe pas leur réactivité. Enfin, concernant la réaction au feu, les mélanges s’avèrent être des systèmes intumescents présentant une synergie avec les hydroxydes métalliques et la montmorillonite. Parallèlement à ce travail, une modélisation du comportement rhéocinétique des mélanges a été menéeCommon sheathing materials of cables are elastomers containing inorganic fillers. With loading levels often higher than 50% in weight, the mixing tools are used to the maximum of their performance and elongation at break of elastomers is strongly decreased. The objective of this thesis was to develop a new way of elastomer reinforcement by the incorporation of a thermosetting system (TS). Our choice went on an elastomer EVA matrix and a novolac resin crosslinked with hexamethylenetetramine or diepoxyde. Although these mixtures have a rather low miscibility, we showed the possibility of obtaining submicronic nodules of TS within EVA matrix carrying out the TS cross linking under shearing. Moreover, we showed that for mass proportions of TS lower than 30%, the viscoelastic and mechanical behaviours of the blends are primarily governed by the elastomer matrix. On the other hand, beyond 30%, the interactions between the TS nodules become dominating and their percolation involves the fall of the elastomer tensile properties. The mixing of these blends can be carried out by twin scew extrusion because the thermosets are very reactive and the presence of the EVA does not disturb their reactivity. Finally, concerning the fire performance, the blends have highlighted intumescing behaviour and synergic effect with the metal hydroxides and montmorillonite. Parallel to this work, a rheocinetic modelling of the blends was carried out
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Jao, Jules Ericka. "Couplages entre propriétés thermiques, réactivité chimique et viscosité des matériaux composites thermodurcissables en relation avec les conditions de leur élaboration fondée sur l'hystérésis diélectrique." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005595.
Full textAbstract:
Le procédé d'élaboration par chauffage des composites à matrice thermodurcissable est limité par les temps caractéristiques correspondant à la diffusion de la chaleur ; l'utilisation du chauffage par hystérésis diélectrique a montré la solution qu'il était possible d'apporter à cette limitation. Toutefois, la réduction de la durée de l'opération thermique est fonction de la mise forme du matériau résultant du fluage de la matière.La thèse comprend :
- premièrement les analyses électromagnétiques, chimique et thermique des conditions de mise en uvre du chauffage par hystérésis diélectrique pour des objets en matériau composite à fibres de verre unidirectionnelles,
- deuxièmement les caractérisations physiques et chimiques de la matrice (résine époxydique associée au durcisseur) en fonction de la température et en fonction des paramètres de son écoulement. Ces caractérisations comprennent la mesure de viscosité, la mesure de l'avancement de la réaction par DSC, les caractérisations diélectriques, la caractérisation des mélanges réactifs par GPC,
- troisièmement, l'application de ces analyses à la maîtrise du procédé.
La thèse conduit à une synthèse de l'ensemble des paramètres physiques et à leurs interdépendances pendant la mise en forme des matériaux.
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Plesu, Valentin. "Etude de la réticulation des résines thermodurcissables en prenant en compte le transfert thermique et la chaleur dégagée par l'acte réactionnel : modélisation et perfectionnement." Saint-Etienne, 1993. http://www.theses.fr/1993STET4014.
Full textAbstract:
La méthode couplant l'expérimentation et la modélisation, développée dans le laboratoire stéphanois, est spécialement utilisée pour étudier les mécanismes intimes de la réticulation des résines thermodurcissables. Le processus est complexe puisqu'il comporte un transfert thermique par conduction et par convection, associé à un acte réactionnel exothermique dont la vitesse varie avec la température. L'analyse numérique et l'informatique sont capables de fournir une grande quantité de résultats et le problème actuel est de les classer et de les présenter dans une forte assimilable. Remarquons, entre autres : le flux thermique et son profil développé au travers de la résine et du moule, les profils de température et d'état de cuisson. Le flux thermique mesuré à l'interface matériau thermodurcissable-moule peut être utilisé dans la surveillance du processus de cuisson. Dans la thèse est également étudié le rôle des paramètres opérationnels (l'épaisseur du matériau thermodurcissable et du moule, la température du bain chauffant, le coefficient de transfert thermique et la nature du matériau du moule), des paramètres thermiques (chaleur spécifique et conductivité thermique) et des paramètres du modèle cinétique
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Ouellet-L??veill??, Cl??ment. "??tude et optimisation des op??rations de mise en forme courb??e de conduits en mat??riaux composites thermodurcissables." Mémoire, Universit?? de Sherbrooke, 2014. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/97.
Full textAbstract:
Cette recherche s???attarde ?? comprendre l???effet des diff??rents param??tres sur la mise en forme courb??e de conduits en mat??riaux composites thermodurcissables pour y d??terminer les meilleurs param??tres ?? utiliser dans le but de r??duire les bris et de conserver le plus possible la forme ainsi cr????e. Parmi ceux-ci, il est question des param??tres de fabrications du conduit, de sa polym??risation, de son r??chauffement avant la mise en forme courb??e et de sa mise en forme elle-m??me. Pour comprendre l???effet des diff??rents param??tres, des tests m??caniques (traction, compression), thermom??caniques (DSC, DMA) et de relaxation de contrainte ?? l???aide d???une instrumentation avec des jauges de d??formation sont effectu??s. Ceux-ci r??v??lent des ajustements ?? apporter pour permettre un meilleur contr??le du proc??d??. Entre autres, le taux de polym??risation, l???angle d???orientation des fibres et la temp??rature de mise en forme sont les principaux facteurs importants pris en compte. En effet, la recherche r??v??le que plus la temp??rature de mise en forme courb??e est pr??s de la temp??rature de transition vitreuse du composite moins la forme courb??e ?? tendance ?? se conserver. Cela est similaire avec l???orientation des fibres, plus elles sont orient??es circonf??rentiellement plus ce probl??me est de taille. De plus, le taux de polym??risation a un impact consid??rable sur la d??formation maximale et sur la rigidit?? ?? haute temp??rature.
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Despres, Aurélien. "Mise au point de nouvelles résines aminoplastes écologiques à base de diméthoxyéthanal et sans formaldéhyde pour application en tant que colles pour panneaux de particules." Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10101.
Full textAbstract:
L'@objectif de ce travail est la mise au point de nouveaux adhésifs destinés à la fabrication de panneaux de particules sans formaldéhyde. Cette molécule étant cancérogène, un autre aldéhyde, le diméthoxyéthanal (DME), non toxique, est utilisé pour formuler ces nouveaux adhésifs écologiques. Afin de mener à bien cette étude, deux voies de recherche principales sont établies. Dans un premier temps, la synthèse de résines est étudiée dans le but d'obtenir un produit stable et le plus réactif possible. La deuxième partie du travail consiste à utiliser des additifs en post addition, tels que des isocyanates et des latex, afin d'augmenter considérablement les performances des résines. Tout au long de l'étude, des panneaux de particules sont fabriqués et testés en accord avec les normes et dans le but de se rapprocher des impératifs industriels. Les formulations mises au point et les paramètres de mise en œuvre sont ainsi optimisésThis@ work aimes at formulating new adhesives intended for the manufacture of particleboard without formaldehyde. This molecule being carcinogenic, another aldehyde: the non-toxic dimethoxyethanal (DME), is being used to formulate these new environnement-friendly adhesives. To achieve a goal of this study, two main research approaches were taken. First, resin synthesis was studied with the aim of obtaining the most reactive, stable long-life products. The second part of the worl consists in using post-addition additives, such as isocyanates and latexes, to increase significantly the performance of the resins. Throughout the study, particleboards are made and tested, according to the relevant standards and with the goal of getting to industrial manufacturing conditions. Thus, the finalised formulations and the application parameters have been optimised
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Codou, Amandine. "La cellulose et le poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate) comme précurseurs biosourcés de matériaux thermoplastiques et thermodurcissables : les transitions physiques des biopolymères et l'élaboration des composites." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4123/document.
Full textAbstract:
La cellulose et le poly(éthylène 2,5-furandicarboxylate) (PEF) sont les deux précurseurs polymériques biosourcés étudiés dans ce travail de thèse. Deux approches ont été envisagées ; l’une se concentrant sur les aspects fondamentaux et l’autre sur l’élaboration de composites à partir de ces polymères. D’une part, la transition vitreuse et la cristallisation non-isotherme du PEF ont été explorées. Une approche cinétique de ces transitions a mis en lumière un comportement particulier du PEF et permet ainsi de mieux appréhender sa mise forme. De plus, la transition haute température de la cellulose Iβ a été étudiée pour la première fois en corroborant des techniques d’analyse thermiques et spectroscopiques complémentaires. En deuxième lieu, l’oxydation contrôlée d’une seule source de cellulose sous l’action du periodate de sodium a permis l’élaboration de composites entièrement cellulosiques qui se démarquent par leur haute performance mécanique. Enfin, le PEF et des nanocristaux de cellulose ont été combinés ce qui a permis l’élaboration de composites thermoplastiques où les cristaux de cellulose semblent jouer le rôle d’agents nucléantsThe cellulose and the poly(ethylene 2,5-furandicarboxylate) (PEF) were the two main biobased polymeric precursors employed in this thesis work. Two complementary investigation pathways were explored which respectively focus on the fundamental aspects and on elaboration of composites from these precursors. First, the glass transition and both the melt/glass non-isothermal crystallization of PEF were investigated. A kinetic approach of these transitions revealed a peculiar behavior of PEF which is useful to better understand its processing. In addition, the high-temperature transition of cellulose Iβ was for the first time explored by means of complementary thermo-analytical and spectroscopic techniques. On the other hand, the controlled periodate oxidation of one single cellulose source was employed to generate thermoset-like “all-cellulose composites” marked by their high mechanical performances. Finally, combination of PEF and cellulose nanocrystals allows to obtain transparent thermoplastic composites in which the cellulosic entities might have nucleating effects